Dự đoán liệu bệnhnhân có hồi phục sau hôn mê hay không làmột thách thức nhưng rất cần thiết đối với bệnh nhân và gia đình họ. Ở phần lớn bệnh nhân hôn mê (ví dụ như do chấn thương sọ não, bệnh não thiếu oxy, đột quỵ), tiên lượng thần kinh dựa trên các dấu hiệu lâm sàng, kỹ thuật hình ảnh (ví dụ chụp cắt lớp vi tính, chụp cộng hưởng từ) và khám sinh lý thần kinh (ví dụ điện não, điện thế gợi lên). Mặc dù có sự khác biệt khác nhau giữa các cá nhân (tuổi tác, trạng thái chức năng trước khi mắc bệnh) và nguyên nhân hôn mê, một số quy tắc thường được áp dụng. Nói chung, bệnh nhân càng mất nhiều thời gian để có dấu hiệu tỉnh táo, thì khả năng phục hồi toàn bộ chức năng thần kinh nói chung càng khó xảy ra. Các yếu tố như an thần, rối loạn chức năng cơ quan và chuyển hóa ảnh hưởngđến thời gian hồi phục và cần được tính đến khi giải thích thời gian hồi phục. Tiến triển từ hôn mê đến thức tỉnh hoàn toàn là một quá trình dần dần thường bao gồm giai đoạn kích động và bồn chồn. Các dấu hiệu lâm sàng tinh tế (ví dụ như các cử động có mục đích và/ hoặc phòng thủ trong quá trình chăm sóc điều dưỡng hoặc vật lý trị liệu) thường là những dấu hiệu phục hồi sớm. Các chuyển động sinh lý của chi trên hoặc chi dưới [ví dụ: vắt chéo chân (“dấu hiệu bắt chéo chân”) hoặc đặt tay gấp trên ngực] có liên quan tương tự với việc phục hồi thần kinh thuận lợi.
Tiên lượng thần kinh của bệnh nhân bị bệnh não thiếu oxy sau khi hồi sức do ngừng tim là một nhiệm vụ thường xuyên trong khoa hồi sức tích cực. Các dấu hiệu lâm sàng gợi ý nhiều đến tiên lượng xấu (tử vong hoặc tàn tật nặng) mặc dù được quản lý kiểm soát nhiệt độ mục tiêu là tiêu chảy sớm (<24 giờ) (biểu hiện viêm đại tràng do thiếu máu cục bộ), hai bên không có ánh sáng đồng tử và/ hoặc phản xạ giác mạc cũng như không có hoặc đáp ứng vận động duỗi với đau sau 72 giờ sau khi tuần hoàn tự phát trở lại và/ hoặc ấm lại. Tương tự như phản xạ giác mạc, đáp ứng vận động đối với cơn đau thường bị ức chế bởi thuốc an thần. Do đó, khuyến cáo theo dõi kéo dài ở những bệnh nhân có thể đã dùng liều an thần liều cao, những người bị rối loạn chức năng thận hoặc gan và những đối tượng gần đây đã ngừng sử dụng thuốc an thần. Trong khi sự xuất hiện của các cơn giật lẻ tẻ có liên quan đến tiên lượng xấu, thì trạng thái động kinh myoclonus (giật bắt đầu ở vùng quanh
mắt vàquanh miệng sau đó lan ra toàn bộ cơ thể và đạt mức tối đa trong vòng 48 giờ) được coi là một dấu hiệu tiên lượng xấu với tỷ lệ dương tính giả gần 0%.